Klima og miljøforandringer – hvordan påvirkes livet i Arktis?

1. Klima og miljøforandringer – hvordan påvirkes livet i Arktis?

2. Klima • Arktis er stort og definisjoner på nøyaktige temperatur- og nedbørsintervaller som definerer Akrtis er vanskelig å gi. • Men noen kriterier finnes: • Områder der temperaturen er lavere enn +10 °C i juli. • Områder med så lav temperatur at det ikke vokser trær. • Eller områder med permafrost. Årsmiddeltemperaturer noen steder i norsk Arktis • Gjennomsnittsverdier er nyttig i dette arbeidet. • Svalbard er ett av områdene der det har vært gjort værobservasjoner lenge. Ved Svalbard lufthavn faller det gjennomsnittlig 190 millimeter nedbør, mens gjennomsnittlig temperatur er -6,7 °C.

3. Klimaet blir varmere Hvorfor Målinger og modeller viser at: • Temperaturen over land har steget mer enn i havet • Temperaturøkninga har vært størst på vinteren • Temperaturene vil stige, spesielt på vinteren • Nedbøren i Arktis har økt med nesten 10 % • Total årsnedbør vi øke med rundt 20 % innen 2100 • Mye nedbør som regn på sommeren, men størst økning på vinteren. • Forventet opptil 30 % mer nedbør på vinteren Hva skjer? • Invasjon av sørlige arter kan bli et stort problem. • Med en sørlig invasjon til Arktis innføres nye bakterier, virus og parasitter som har med seg nye sykdommer som arktiske dyr ikke har immunforsvar mot. • En introduksjon av nye sykdommer kan føre til epidemier og død hos arktiske arter.

4. Ti fakta om klima • Vær kontra klima • Klimaet har alltid variert • CO2-innholdet i atmosfæren og temperaturen har vært høyere tidligere • Vanndamp er en viktigere drivhusgass ennCO2 • Menneskeskapte CO2-utslipp utgjør årlig bare 1-2 % av den naturlige CO2-syklusen • Sola styrer klimaet på jorda • Forskningsresultatene spriker • Klimaforskerne er uenige • FNs klimapanel • Lille Norge gjør ingen forskjell Ja, klimaet varierer naturlig både på lange tidsskalaer (istider kontra mellomistider) på grunn av jordas stilling i forhold til sola, og over korte tidsrom på grunn av dynamikk i hav og atmosfære som skaper stormer, ekstremnedbør og flom. Men klimaendringene vi opplever nå er svært raske sammenlignet med de som har opptrådt historisk og mønsteret tyder på at våre utslipp av drivhusgasser utgjør en stor del av forklaringen på dette. Ja, hvis vi går millioner av år tilbake i tid har vi hatt perioder med høyere temperaturer. Da var imidlertid de astrofysiske og klimatiske forholdene helt forskjellige fra i dag. Blant annet var plasseringen av kontinentene helt annerledes. Forskere har sikre data som viser at CO2- innholdet i atmosfæren nå er 30 % høyere enn det vi har hatt under mellomistider de siste 700 000 år. Ja, vanndampens bidrag til drivhuseffekten utgjør ca. tre ganger mer enn bidraget fra CO2. Den viktige forskjellen er imidlertid at mens vanndampen finnes naturlig I atmosfæren, gir menneskeskapte utslipp av CO2 en drivhuseffekt på toppen av den naturlige. Dette er riktig, men på grunn av langsom nedbrytning skjer det en opphopning av CO2 i atmosfæren, og derfor har vi i dag et CO2-innhold i atmosfæren som er 30 % høyere enn før den industrielle revolusjon. I tillegg reduseres havets evne til å ta opp CO2 etter hvert som vannmassene blir varmere, en såkalt positiv tilbakekoplingsmekanisme som forsterker oppvarmingen. Sola har naturligvis en avgjørende effekt for klimaet på jorda. Men dagens globale klimamodeller som forutsier utviklingen av klimaet tar hensyn til bidraget fra variasjoner i solas intensitet. Og den er langt fra nok til å forklare den observerte oppvarmingen. Det ligger i forskningens natur at resultatene er ulike. Det er først når man setter sammen et stort utvalg av forskningsresultater, mange av dem lokale og regionale studier, at man kan studere den globale trenden. Mange klimaforskere er overrasket over hvor raskt klimaendringene har inntruffet. Nye forskningsresultater går i retning av en raskere oppvarming enn det man trodde for bare 5-10 år siden. Det fremmes stadig påstander om at klimaforskerne er svært uenige om vi i dag opplever menneskeskapte klimaendringer. Virkeligheten er at det er en svært liten minoritet av klimaforskere som betviler menneskeskapte klimaendringer, og at diskusjonen blant det store flertallet går på hvor stor andel av klimaendringene som er menneskeskapte – og ikke på om de eksisterer. Det hevdes at FNs klimapanel er sammensatt slik at klimaskeptikere ikke slipper til. Noen går så langt som å antyde en konspirasjon. FNs klimapanel består av mer enn 2000 høyt meritterte forskere. Det er de forskerne som har bidratt mest gjennom vitenskapelige, kvalitetssikrede arbeider som inviteres som forfattere i klimapanelet, med andre ord; ekspertene blant ekspertene. I tillegg kvalitetssikres panelets rapporter av et stort antall uavhengige eksperter, såkalte ”reviewers”. Det er riktig at Norges utslipp utgjør en liten andel av verdens samlede utslipp. Men hvordan kan vi møte den globale klimautfordringen hvis ansvaret deles opp slik at ingen nasjon ser nytten av å bidra? Eller om Kina eller USA hevdet at hver enkelt provins eller stat ga et så lite bidrag at det ikke monnet? Tvert imot: søkkrike Norge bør gå i front for å vise verden veien. En nasjon med prosentvis liten andel av verdens utslipp av drivhusgasser kan ha stor betydning for de globale utslippene ved å være en foregangsnasjon med hensyn til framtidsrettet produksjon og utnyttelse av energi. Vær er variasjoner over korte tidsrom mens klima er endringer i værsituasjonen over mange år. Man kan si at klima er gjennomsnittsværet over lang tid. Dermed kan man ikke knytte enkeltepisoder med spesielle værsituasjoner, som en kald, snørik maidag i Tromsø eller varmerekorder på Svalbard, direkte til klimaendringer.

5. Sollyset • Lyset styrer livet i Arktis. • Helningen på jordaksen gjør at dess lenger mot nord man kommer, dess lenger varer mørketiden. Heldigvis er det slik at midnattssola også varer lenger. • Mørketiden kalles polarnatten, da er det mørkt hele døgnet. • Når lyset kommer tilbake, kommer det for fullt. Svalbard har fire måneder med midnattssol. • Arktis forblir kaldt selv om sola kan skinne hele døgnet. Solstrålene har lang vei å dra gjennom atmosfæren for å komme til Arktis. • Når sollyset treffer den hvite isen reflekteres mye stråling tilbake til atmosfæren.

6. Sollyset • Hvorfor: • Sola sender ut skadelige UV-stråler. • Ozonlagets tilstand er avgjørende mengden UV-stråling til jorda. • Drivhuseffekten gjør at det dannes perlemorskyer som forsterker ozonnedbrytninga. Mengden UV-stråling til Arktis øker • Hva skjer: • De arktiske områdene mottar det meste av økningen i UV-stråling på våren. • Dersom snø- og islaget forsvinner på grunn av økt oppvarming, øker UV-eksponeringen for arter som vanligvis er beskyttet av snø og is og de skades. • UV-skader hos planteplankton kan forandre samfunnet og igjen påvirke høyere nivå i næringskjeden.

7. Havet og havstrømmer • Varme kommer nordover med hav og luftstrømmer. • 60% av vannet som kommer til Polhavet kommer med strømmer sørfra. • Resten kommer gjennom Beringstredet og som ferskvann fra de store elvene i Russland og Canada. • Framstredet mellom Grønland og Svalbard er den store transportåren av havvann til og fra polområdet. • Området i Barentshavet der det kalde, relativt ferske arktiske vannet møter det varme, saltholdige atlantiske vannet kalles for polarfronten.

8. Havet og havstrømmer Havet blir varmere • Hvorfor: • Dominerende vindsystemer har endret seg. Mer atlantisk vann til polområdet. • Golfstrømmen har blitt varmere, men ikke svakere. • Albedoeffekten er også viktig > Et isfritt hav absorberer mer varme enn et isdekt. • Hva skjer: • Økt molekylbevegelse gjør at et varmt hav har større volum enn et kaldt hav og tar større plass. • Selv om vi slutter å slippe ut drivhusgasser i dag, vil havet fortsette å stige de neste 20 årene. • Vannsøylas sammensetning og egenskaper forandres, og dette får betydning for planktonproduksjonen.

9. Havisen • Lave temperaturer gjør at Polisen er dannet over flere år. • I løpet av de siste 30 år har utbredelsen av sommerhavis i Arktis minket. Fra 7 mill. km2 til 4 mill. km2. • Om vinteren er det ca. 15 mill km2 havis, men siden stadig mer ny is må dannes, er det mindre flerårsis i Arktis enn før. • Havisdannelsen og smeltinga er avhengig av blant annet vann- og lufttemperatur og vindfrekvens og -styrke og også saltinnhold. Figuren viser at havis som er dekket av snø sender mye sollys tilbake til atmosfæren igjen. Havoverflaten, som er mye mørkere enn isen, reflekterer mindre sollys og tar opp mer av varmen (absorberes). Etter hvert som sollyset absorberes blir havet varmere, mer av havoverflaten kommer til syne og igjen mer sollys kan absorberes. Dette er en av de komplekse mekanismene som gjør at oppvarmingen av Arktis går hurtigere enn i andre deler av verden. Figur: ACIA.

10. Havisen Sommerisen forsvinner Hvorfor: Åpent hav absorberer varme og smelter is. Oppvarmingen er en selvforsterkende effekt, og den går hurtigere etter hvert som isen smelter bort. Istypen har forandret seg og istykkelsen har blitt mindre i løpet av de siste årene. Sotpartikler som følger luftstrømmene til Arktis bidrar til issmelting fra oversiden. Hva skjer: Smeltende havis kan føre til sirkulasjonsforandringer i havet. Iskantsonen er viktig for planktonproduksjon. Ingen iskant -> annen type plankton ringvirkninger i næringskjeden. Tap av havis fører til store forandringer for de store pattedyrene som er avhengige av den. For eksempel ringsel og Isbjørn, men også ismåke.

11. Isbreer • Isbreer reflekterer solstråler og styrer nedbøren i området. • Over halvparten av Svalbard er dekket av isbreer – mer enn 2100 dekker 60 % av alt landarealet. • Den største iskappen er Austfonna på øya Nordaustlandet. Den er ca. 8450 km2 og er den største iskappen i verden (unntatt Antarktis og Grønland). • Det finnes to typer breer, kalde og varme. • Surgebreer kan foreta hurtige framstøt i løpet av kort tid. Austfonna

12. Isbreer Isbreene mister masse og trekker seg tilbake • Hvorfor: • Breene på Svalbard smelter fordi klimaet er blitt varmere de siste 100 år. • De siste 10 år har tilbaketrekkinga gått raskere. • En bre som minker mister mer masse i løpet av sommeren enn den legger på seg om vinteren. Det er hovedsakelig temperaturen og nedbøren som styrer dette forholdet. • Hva skjer: • I løpet av de nærmeste årene vil nedsmelting av mindre breer, som de på Svalbard, bidra mest til et økt havnivå. • Det er beregnet at havet kan stige med opptil én meter langs kysten av Norge i løpet av de første 100 årene. • Økt tilførsel av ferskvann til havet kan påvirke dyrelivet. Og mer erosjon kan begrave organismer.

13. Kartlegging i Arktis • Svalbards landskap er i stadig forandring. Isbreer beveger seg og forandrer landskapet og kartlegging er viktig. • I sjøen kommer nye skjær og øyer til syne og havet flytter løsmasser og danner sandbanker. • Blomstrandhalvøya var inntil for noen få år siden en halvøy som stakk ut i havet under Blomstrandbreen som munnet i fjorden. I løpet av de siste årene har isbreen smeltet flere hundre meter tilbake, og viser at det er en øy, ikke en halvøy. Blomstrandbreen anno 1927 og 1998

14. Svalbards geologi • Geologisk lagrekke på Svalbard kan deles inn i tre hovedenheter: det gamle grunnfjellet, ikke omdannete avsetningsbergarter og unge, løse avsetninger. • Grunnfjellet er eldre enn 410 millioner år. • I Devon eroderte fjellet. Og i perioder lå landet under havet, avbrutt av intervaller med landheving. • I Krittiden sprakk jordskorpa opp og et riftsystem som senere skulle bli Atlanterhavet ble dannet. I senkritt ble hele Svalbard fastland. • I tidlig tertiær ble Spitsbergen foldet opp til en ny fjellkjede. • Kvartær er preget av istider og permafrost.

15. Svalbards geologiPermafrosten tiner • Hvorfor: • Temperaturøking får permafrosten til å smelte. På Svalbard finnes det permafrost overalt, bortsett fra under de store breene. • Permafrosten kan være ca. 100 meter dyp ute ved kysten og hele 4-500 meter dyp i høyereliggende områder. • Hva skjer: • Vegetasjonen endres og gir forandringer for dyrene som er avhengig av den. • Våtmarksområder kan tørke ut. Beite- og hekkeplasser kan forsvinne. • Veier og hus som er anlagt på permafrost ødelegges. • På den globale skalaen vil en tinende grunn frigi store mengder metan (CH4) og karbondioksid (CO2) Gassene vil forsterke drivhuseffekten og øke temperaturene enda mer.

16. Søppel og miljøgifter • Hvorfor: • Hav- og luftstrømmer fører med seg søppel og giftstoffer fra sør. • Miljøgifter er lite nedbrytbare i naturen og fettløselige. • De tas opp av små og store organismer. Mengden miljøgift øker i organismen når den vokser, men den øker også oppover i næringskjeden. • Tungmetaller oppkonsentreres av menneskelig virksomhet. Det finnes mest kvikksølv og kadmium i Arktis. Bly var tidligere en stor miljøtrussel. • Miljøgiftgruppa kalt POP-er kan deles inn i tre grupper: Industrikjemikalier, insektmidler, og uønskede biprodukter fra industrien. • PCB er en av de farligste gruppene av miljøgifter vi kjenner. • Bromerte flammehemmere er også en gruppe stoffer med uheldig virkning på livet i Arktis.

17. Søppel og miljøgifter Noen stoffer som er funnet i organismer i norsk Arktis. Toksafener: Plantevernmidler for bekjempelse av skadedyr. De fordamper på sydlige breddegrader og transporteres til Arktis der de tas opp i dyr og planter. Kan fremkalle kreft og forårsake mutasjoner. Klordan: Blanding av flere forbindelser, ble mye brukt til insektmiddel til 1970-årene. Spres lett med luftmassene og brytes sakte ned i naturen. Er kreftfremkallende og kan skade nerve- og immunsystemet. Sprøytemidlet HCH: Mye brukt som insektmiddel. Kan gi skader på lever, nyrer og nerver. Mulig kreftfremkallende. Ikke lengre brukt i plantevernmidler, og EU godkjenner ikke plantevernmidler som inneholder HCH. Figur: Geir Wing Gabrielsen, NP.

18. Søppel og miljøgifter • Hva skjer: • Forandringer i luft- og havtemperatur kan føre til økt transport av miljøgifter til Arktis. Miljøgifter som lå inne i isen kan nå frigis til hav og land. • Dyreplankton og fisk tar opp miljøgiftene direkte fra vannet de lever i. Planteplankton har de laveste nivåene, mens de som spiser mest dyreplankton og dødt materiale har de høyeste verdiene. • Store og eldre individer har høyere verdier enn små og unge. • Rovdyra har de høyeste verdiene, og hos dem registreres det også skader og syksdom. • Generelt er nivået av giftstoffer mye lavere i fisk enn i fugl og pattedyr. Grunnen til dette er at pattedyr er varmblodige og trenger mye energi for å holde kroppsvarmen stabil.

19. Søppel og miljøgifter Konsentrasjonen av PCB øker kraftig fra vann og partikulært materiale via plankton og fisk på bunnen av næringskjeden og opp til polarmåken på toppen. Figur: NP.

20. Søppel og miljøgifter • Fugler • En studie på Bjørnøya viste at fuglene inneholdt nivåer av bromerte flammehemmere og PCB. • Fugl tærer mye på fettreservene under egglegging og i rugeperioden. Miljøgiftene ligger lagret i fettvevet. Når fuglene tærer på fettreservene, frigis miljøgiftene til resten av kroppen og havner i hjerne og lever. • Isbjørn • Er på toppen av næringskjeden og er utsatt for miljøgifter. • Isbjørner med høye nivåer av miljøgifter har unormale verdier av hormoner og liten produksjon av antistoffer. • Nyfødte unger er spesielt utsatte for miljøgifter, og dersom mordyret har høye nivåer av miljøgifter i morsmelka, overføres disse lett til ungen. • Oppvarminga av Arktis fører til hurtige endringer i isbjørnens miljø, den blir tvunget til å endre sin atferd på ganske kort tid og vil trenge friske og velfungerende hormoner for å kunne gjøre det.